Unlocking high-rate O3 layered oxide cathode for Na-ion batteries via ion migration path modulation

电负性 离子 材料科学 阴极 密度泛函理论 扩散 阳极 氧化物 化学物理 过渡金属 四面体 化学工程 计算化学 化学 电极 结晶学 催化作用 热力学 物理 冶金 工程类 物理化学 有机化学
作者
Guoliang Liu,Weile Xu,Jianghua Wu,Yong Li,Liping Chen,Shuyue Li,Qinghui Ren,Juan Wang
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:83: 53-61 被引量:124
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2023.04.029
摘要

O3-NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2 is a promising layered cathode material with high specific capacity, low cost, and simple synthesis. However, sluggish kinetic hindrance is attributed to the size discrepancy between the large Na-ion and narrow tetrahedral interstitial positions, leading to inferior rate capacity and low reversible capacity. Herein, F− with light‐weight and strong electronegativity is introduced to substitute O atoms in the bulk structure, which intensifies the bond strength of transition metal and oxygen and enlarges the Na+ diffusion channel. In addition, density-functional theory (DFT) calculations demonstrate that the electrostatic interaction is weakened between Na+ in the tetrahedral site and the transition-metal cation directly below it, dramatically reducing the migration barriers of Na+ diffusion. Consequently, the as-obtained NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O1.95F0.05 sample displays outstanding rate performance of 86.7 mA h g−1 at 10 C and excellent capacity retention of 84.1% after 100 cycles at 2 C. Moreover, a full cell configuration using a hard carbon anode reaches the energy density of 307.7 Wh kg−1. This strategy paves the way for novel means of modulating the Na-ion migration path for high-rate O3-type layered cathode materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
温柔的忆之完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
张jh完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
JRJ发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
赘婿应助桑落采纳,获得10
3秒前
3秒前
二零二六发布了新的文献求助10
3秒前
Sleven完成签到,获得积分10
4秒前
奥黛丽赫本完成签到,获得积分10
4秒前
先玩了玉发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
英俊的铭应助玩命的书琴采纳,获得10
6秒前
mbl2006完成签到,获得积分10
6秒前
慕薯殿焚完成签到,获得积分10
7秒前
CC完成签到,获得积分10
7秒前
ZZ发布了新的文献求助10
7秒前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
maxvesterpan关注了科研通微信公众号
8秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
Ascent应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
OK应助科研通管家采纳,获得30
9秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
Ascent应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
sssss发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Atlas of Aligner Treatment and Planning A Case-Based Approach 1000
Geist der Kunst und Kultur 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7422929
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9025960
关于积分的说明 19228455
捐赠科研通 7052527
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3235336
关于科研通互助平台的介绍 2398361
邀请新用户注册赠送积分活动 2217709